Зимнее бетонирование - физические процессы и определяющие положения

Бетонирование монолитных конструкций в зимнее время нужно
производить с обеспечением твердеющему бетону необходимых
температурно-влажностных условий. «Зимние условия» в технологии
монолитного бетона и железобетона несколько отличаются от условий
общепринятых – календарных. Такие «зимние условия» начинаются, когда
среднесуточная температура наружного воздуха снижается до +5°С, а в
течение суток имеет место падение температуры ниже 0°С.
При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода
переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. В
результате этого прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон
не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы
внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9%) объема воды
при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая
структура не может противостоять этим силам и нарушается. При
последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость,
процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные
структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.
Замораживание свежеуложенного бетона сопровождается также
образованием вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяных пленок, которые
благодаря притоку воды из менее охлажденных зон бетона увеличиваются в
объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя.
Все эти процессы значительно снижают прочность бетона и его
сцепление с арматурой, а также уменьшает его плотность, стойкость и
долговечность.
Если бетон до замерзания приобретает определенную начальную
прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него
неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой
замораживание для бетона не опасно, называют критической.
Продолжительность твердения бетона и его конечные свойства в
значительной степени зависят от температурных условий, в которых
выдерживают бетон. По мере повышения температуры увеличивается
активность воды, содержащейся в бетонной смеси, ускоряется процесс ее
взаимодействия с цементом, интенсифицируются процессы формирования
структуры бетона. При снижении температуры, наоборот, все эти процессы
затормаживаются, и твердение бетона замедляется.
Поэтому при бетонировании в «зимних условиях» необходимо создать и
поддерживать такие температурно-влажностные условия, при которых бетон
твердеет до приобретения или критической, или заданной прочности в
минимальные сроки с наименьшими трудовыми затратами.
Строительное производство располагает обширным арсеналом эффективных
и экономичных методов выдерживания бетона в зимних условиях,
позволяющих обеспечить высокое качество конструкций. Эти методы можно
разделить на три группы:
- метод, предусматривающий использование начального теплосодержания,
внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении или перед укладкой в
конструкцию, и тепловыделение цемента, сопровождающее твердение бетона -
так называемый метод «термоса»;
- методы, основанные на искусственном электропрогреве бетона,
уложенного в конструкцию - электродный прогрев, обогрев в греющей
опалубке, инфракрасный обогрев, индукционный нагрев, обогрев
нагревательными проводами.
- методы, использующие эффект понижения эвтектической точки воды в
бетоне с помощью специальных противоморозных химических добавок.
Указанные методы можно комбинировать. Выбор того или иного метода
зависит от вида и массивности конструкции, вида, состава и требуемой
прочности бетона, метеорологических условий производства работ,
энергетической оснащенности строительной площадки и т. Д

Остановимся на способе зимнего бетонирования - обогрев нагревательными проводами.
Технология прогрева бетона нагревательными проводами имеет широкое
применение при современном строительстве и применяется не только
российскими, но и зарубежными строительными фирмами, которые работают на
территории России.

Прогрев бетона нагревательными проводами заключается в следующем:
перед укладкой бетонной смеси в опалубку на арматурном каркасе
закрепляют нагреватели - нагревательные провода определенной длины.
Длина и количество нагревателей определяются расчетом. Теплота,
выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока,
передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Таким
способом бетон можно разогреть до 40-50°С.
В качестве нагревательных проводов применяют специальные провода для
прогрева бетона марки ПНСВ-1,2 со стальной оцинкованной жилой диаметром
1,2 мм в поливинилхлоридной изоляции или проводов марки ПТПЖ-2х1,2 с
двумя стальными оцинкованными жилами в изоляции из модифицированного
полиэтилена.
Электропитание нагревательных проводов осуществляют через
трансформаторные подстанции типа КТПТО, ТСДЗ, ТСЗП и т.п., которые имеют
несколько ступеней пониженного напряжения, что позволяет регулировать
тепловую мощность, выделяемую нагревательными проводами при изменении
температуры наружного воздуха. Одной подстанцией можно обогреть до 20-30
м3 бетона.
Нагревательными проводами можно обогревать любые монолитные
конструкции при температуре наружного воздуха до -30°С. В среднем для
обогрева 1м3 монолитного бетона требуется 60 м нагревательного провода
марки ПНСВ-1,2.

Указания по технике безопасности при обогреве бетона.
1. Электрообогрев бетона необходимо выполнять с соблюдением
требований техники безопасности СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ12. 1.013-78/ -
бетонные и ж/бетонные работы и электробезопасность.
2. Надзор за выполнение требований техники безопасности и
электробезопасности необходимо возложить приказом на ИТР, имеющего
квалификационную группу по электробезопасности не ниже четвертой.
3. Монтаж электрооборудования и электросетей, наблюдение за их
работой и включение греющих элементов должны выполнять электромонтеры,
имеющие квалификационную группу не ниже третьей.
4. Рабочие других специальностей, работающие на посту
электрообогрева и вблизи него, должны быть проинструктированы по
правилам электробезопасности. Посторонних лиц на посту в период
электрообогрева не допускать!
5. Пост электрообогрева оградить по ГОСТ 23407-78, оборудовать
световой сигнализацией и знаками безопасности по ГОСТ 12.026-76 и
обеспечить хорошим освещением! При перегорании сигнальных ламп должна
отключаться сеть электрообогрева.
6. Подключение греющих элементов выполнять при отключенной сети.
7. Замер температуры бетона и силы тока должен выполнять персонал, имеющий квалификационную группу не ниже второй.

Источник: http://stroy-info.ru